正則表達式是一種強大的文本處理工具，它能幫助我們執行復雜的字符串匹配、替換和分割操作。在C#中，正則表達式通過System.Text.RegularExpressions命名空間中的類來實現。本文將深入探討C#中的正則表達式，包括正則表達式的基本語法、C#中的正則表達式類以及如何使用正則表達式進行字符串匹配和替換。

一、正則表達式基本語法

正則表達式（Regular Expression，簡稱regex或regexp）是一種用來匹配字符串中字符組合的模式。它由一系列字符和特殊字符組成，這些字符和特殊字符描述了要匹配的字符串的模式。

以下是一些正則表達式的基本語法元素：

• .：匹配除換行符以外的任意字符。
• *：匹配前面的子表達式零次或多次。
• +：匹配前面的子表達式一次或多次。
• ?：匹配前面的子表達式零次或一次。
• {n}：n是一個非負整數，匹配確定的n次。
• {n,}：n是一個非負整數，至少匹配n次。
• {n,m}：m和n均為非負整數，其中n<=m，表示匹配至少n次且最多m次。
• \d：匹配一個數字字符，等價于[0-9]。
• \D：匹配一個非數字字符，等價于[^0-9]。
• \w：匹配字母、數字、下劃線，等價于[A-Za-z0-9_]。
• \W：匹配非字母、數字、下劃線，等價于[^A-Za-z0-9_]。

這只是正則表達式語法的一小部分，實際上正則表達式的語法非常豐富和復雜，可以滿足各種復雜的字符串匹配需求。

二、C#中的正則表達式類

在C#中，System.Text.RegularExpressions命名空間提供了幾個用于處理正則表達式的類，其中最重要的是Regex類。Regex類提供了多種靜態方法和實例方法，用于執行正則表達式的匹配、替換和分割操作。

以下是一些常用的Regex類方法：

• Regex.IsMatch(string input, string pattern)：判斷輸入的字符串是否與指定的正則表達式匹配。
• Regex.Match(string input, string pattern)：在輸入的字符串中搜索與正則表達式匹配的第一個子字符串，并返回一個Match對象。
• Regex.Matches(string input, string pattern)：在輸入的字符串中搜索所有與正則表達式匹配的子字符串，并返回一個MatchCollection對象。
• Regex.Replace(string input, string pattern, string replacement)：在輸入的字符串中替換所有與正則表達式匹配的子字符串為指定的替換字符串。

三、使用正則表達式進行字符串匹配和替換

下面是一個簡單的示例，演示如何使用正則表達式在C#中進行字符串匹配和替換：

using System;
using System.Text.RegularExpressions;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string input = "Hello, World! 123";
        string pattern = @"\d+"; // 匹配一個或多個數字

        // 字符串匹配
        if (Regex.IsMatch(input, pattern))
        {
            Console.WriteLine("輸入的字符串包含數字。");
        }

        // 查找匹配的子字符串
        Match match = Regex.Match(input, pattern);
        if (match.Success)
        {
            Console.WriteLine($"找到匹配的子字符串: {match.Value}");
        }

        // 替換匹配的子字符串
        string replacement = Regex.Replace(input, pattern, "NUMBERS");
        Console.WriteLine($"替換后的字符串: {replacement}");
    }
}

在這個示例中，我們使用了一個簡單的正則表達式\d+來匹配一個或多個數字。然后，我們使用Regex.IsMatch方法判斷輸入的字符串是否包含數字，使用Regex.Match方法查找第一個匹配的子字符串，最后使用Regex.Replace方法將所有匹配的子字符串替換為"NUMBERS"。

四、總結

正則表達式是處理字符串的強大工具，它能夠幫助我們執行復雜的字符串匹配、替換和分割操作。在C#中，通過System.Text.RegularExpressions命名空間中的Regex類，我們可以輕松地使用正則表達式來處理字符串。掌握正則表達式的語法和C#中的正則表達式類，將使我們能夠編寫出更加靈活和高效的字符串處理代碼。